11. února 2016 vědci z Gravitační vlnové observatoře pro laserový interferometr (LIGO) vytvořili historii, když oznámili vůbec první detekci gravitačních vln (GW). Od té doby došlo k několika detekcím a vědecké spolupráce mezi observatořími - jako Advanced LIGO a Advanced Virgo - umožňují bezprecedentní úroveň citlivosti a sdílení dat.
Dříve bylo potvrzeno sedm takových událostí, z nichž šest bylo způsobeno sloučením binárních černých děr (BBH) a jedna sloučením binární neutronové hvězdy. V sobotu 1. prosince tým vědců LIGO Scientific Collaboration (LSC) a Virgo Collaboration představil nové výsledky, které naznačily objev dalších čtyř gravitačních vlnových událostí. Tím se celkový počet GW událostí detekovaných za poslední tři roky zvýší na jedenáct.
Prezentace s názvem „Binární vlastnosti populací černých děr odvozená z prvního a druhého pozorovacího běhu pokročilého LIGO a pokročilé panny“, byla vytvořena v průběhu 2018 Gravitační vlny Fyzika a Astronomie Workshop (GWPAW) - která se konala od 1. prosince do prosince 4. na University of Maryland.
Tato výroční akce pořádaná Společným kosmickým a vědeckým institutem (JSI), partnerství mezi University of Maryland a Goddard Space Flight Center NASA, spojuje vědce a výzkumníky z celého světa, aby diskutovali o současných a budoucích otázkách souvisejících s detekcí a studium gravitačních vln.
V průběhu prezentace Michael Pürrer - vedoucí vědec v oddělení astrofyzikální a kosmologické relativity v AEI Potsdam - představil výsledky prvního katalogu v GWPAW v sobotu jménem LIGO Scientific Collaboration a Virgo Collaboration. Jednalo se o sedm dříve detekovaných událostí a čtyři nedávné detekce. Jak uvedl při prezentaci:
„V tomto katalogu uvádíme důkladnou analýzu všech 11 detekcí gravitačních vln nalezených v O1 a O2. Spoléháme na nejmodernější modely gravitačního tvaru vlny vyzařované z těchto kataklyzmatických událostí, abychom mohli odvodit hmotnosti, otočení a přílivové deformace binárních souborů. Jsem velmi hrdý na to, že jsem byl součástí tohoto mimořádného úsilí vědecké spolupráce LIGO a spolupráce panny. “
Nové události, které byly výsledkem fúzí BBH, jsou označeny GW170729, GW170809, GW170818 a GW170823 na základě dat, kdy byly detekovány. Všechny čtyři byly detekovány během druhého pozorovacího běhu spolupráce LIGO a VIRGO (O2), který trval od 30. listopadu 2016 do 25. srpna 2017.
Alessandra Buonanno, ředitelka divize astrofyzikální a kosmologické relativity v AEI-Potsdam a profesorka College Park na University of Maryland, byla hlavním přispěvatelem k těmto nedávným nálezům. Jak naznačila v nedávné tiskové zprávě AEI:
„Nejmodernější modely průběhů, pokročilé zpracování dat a lepší kalibrace přístrojů nám umožnily přesněji odvodit astrofyzikální parametry dříve ohlášených událostí. Těším se na další pozorovací jízdu na jaře 2019, kde očekáváme detekci více než dvou fúzí černých děr za měsíc shromážděných dat! “
Podle výsledků týmu sledované BBH pokrývají širokou škálu hmotností komponent, od 7,6 do 50,6 solárních hmot. Tým také zjistil, že ve dvou BBH (GW151226 a GW170729) je velmi pravděpodobné, že se alespoň jedna z černých děr otáčí. Ale co je nejdůležitější, nové detekce vytvořily dva nové záznamy ve studii GW.
Například událost známá jako GW170818 byla umístěna na obloze s přesnou přesností na severní nebeské polokouli observatořími LIGO a Panna. Ve skutečnosti to bylo identifikováno s přesností 39 čtverečních stupňů (195krát zjevná velikost úplňku), což z něj činí dosud nejlepší lokalizovanou BBH.
Navíc událost známá jako GW170729 byla dosud nejhmotnějším a nejvzdálenějším zdrojem gravitačních vln, který byl dosud pozorován. Kromě zapojení dvojice černých děr, která měla kombinovanou hmotnost více než 50krát větší než Slunce, došlo ke sloučení před 5 miliardami let a uvolnil ekvivalent téměř pěti solárních hmot ve formě gravitačního záření.
Při pohledu do budoucna tým doufá, že během třetího pozorovacího běhu (O3) Advanced LIGO a Virgo, který má být zahájen na začátku roku 2019, bude objevovat další objevy. Tento běh bude těžit z dalších upgradů citlivosti na LIGO a Panna, jakož i zahrnutí observatoře Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA) v Japonsku (pravděpodobně ke konci O3).
Jak Karsten Danzmann, ředitel divize laserové interferometrie a gravitační vlnové astronomie na AEI-Hannover, vyjádřil:
"Jsem rád, že mnoho pokročilých technologií detektorů vyvinutých v našem detektoru GEO600 pomohlo učinit O2 tak citlivým a že v O3 bude v LIGO a Panně použita další technologie propagovaná v GEO600, stlačené světlo."
S těmito upgrady a přidáním KAGRA se v příštích letech očekává mnoho desítek GW událostí vyplývajících ze sloučení binárních systémů. Tyto nejnovější výsledky také nabízejí další validaci nástrojů observatoří LIGO a Panny a účinnost mezinárodní spolupráce za nimi.
A díky detekci čtyř dalších událostí GW se počet případových studií, ze kterých vědci mohou získat poznatky, zvýšil téměř o 50%. Tím se budou moci dozvědět více o populaci binárních systémů, které způsobují GW události, nemluvě o míře, v jaké se tyto typy fúzí uskutečňují.
Výsledky vyhledávání týmu byly také prezentovány ve dvou dokumentech, které se nedávno objevily online. První dokument „GWTC-1: Gravitační vlnový přechodný katalog kompaktních binárních fúzí pozorovaný LIGO a Pannou během prvního a druhého pozorovacího běhu představuje podrobný katalog všech detekcí gravitačních vln.
Druhý článek „Vlastnosti binárních černých děr odvozené z prvního a druhého pozorovacího běhu pokročilého LIGO a pokročilé panny“ popisuje vlastnosti sloučené populace černých děr. Společnost LIGO je financována Národní vědeckou nadací (NSF) a je provozována společností Caltech a Massachusetts Institute of Technology (MIT).
